Nghiên cứu ảnh hưởng của loài keo và lượng keo đến chất lượng sản phẩm ván sàn công nghiệp sản xuất từ nguyên liệu gỗ rừng trồng

NGUYỄN THỊ TUYÊN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI KEO VÀ LƯỢNG KEO ĐẾN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM VÁN SÀN CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT TỪ NGUYÊN LIỆU GỖ RỪNG TRỒNG LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 201

NGUYỄN THỊ TUYÊN

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI KEO VÀ LƯỢNG KEO ĐẾN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM VÁN SÀN CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT TỪ NGUYÊN LIỆU GỖ RỪNG TRỒNG

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2010

Nguyễn Thị Tuyên

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI KEO VÀ LƯỢNG KEO ĐẾN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM VÁN SÀN CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT TỪ NGUYÊN LIỆU GỖ RỪNG TRỒNG

Chuyên ngành: Kỹ thuật máy, thiết bị và công nghệ gỗ, giấy

Mã số: 60.52.24

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Phạm Văn Chương

HÀ NỘI - 2010

Hiện nay, ngành cụng nghiệp sản xuất vỏn nhõn tạo đang cú tốc độ phỏt triển rất nhanh, đó cho ra thị trường rất nhiều sản phẩm khỏc nhau, được con người ưa chuộng và sử dụng rộng rói, trong đú cú vỏn sàn gỗ cụng nghiệp Vỏn sàn gỗ cụng nghiệp hiện rất được ưa chuộng vỡ nú cú thể kết hợp được sự sang trọng ấm ỏp của gỗ truyền thống cựng tớnh bền bỉ với thời gian của sàn gạch Vỏn sàn gỗ cụng nghiệp cú nhiều ưu điểm giống như vỏn sàn làm bằng

gỗ tự nhiờn đú là: Bề mặt khụng bị đọng nước khi thời tiết nồm, cỏch õm, cỏch nhiệt, võn thớ đẹp, thõn thiện với mụi trường, Hơn nữa, bề mặt vỏn cú thể tạo được nhiều loại võn thớ, màu sắc khỏc nhau theo ý muốn sử dụng, giỏ thành của vỏn sàn gỗ cụng nghiệp cũng thấp hơn so với vỏn sàn làm bằng gỗ tự nhiờn Vỡ vậy, việc chuyển hướng nghiờn cứu sử dụng cỏc sản phẩm gỗ tự nhiờn sang cỏc loại hỡnh sản phẩm khỏc từ gỗ nhõn tạo là hoàn toàn hợp lý

Trên thế giới hiện nay nhu cầu sử dụng ván sàn gỗ cho các công trình xây dựng rất lớn Đối với cỏc căn hộ hiện đại, cỏc khu văn phũng lớn, sàn gỗ cụng nghiệp đang được lựa chọn như một giải phỏp hữu hiệu cho việc thay thế ván sàn

gỗ tự nhiên Sử dụng sàn gỗ cụng nghiệp tiết kiờm rất nhiều chi phớ, mà vẫn giữ được vẻ đẹp tự nhiên, ấm cúng cho ngôi nhà

Tại Việt Nam, vỏn sàn gỗ cụng nghiệp đó trở nờn khỏ phổ biến do cú giỏ thành hợp lý, giỏ trị sử dụng cao, mẫu mó, màu sắc đa dạng, phong phỳ Tuy nhiờn đờ nõng cao giỏ trị sử dụng của vỏn hơn nữa thỡ việc nghiờn cứu làm thế nào để tạo ra những sản phẩm vỏn sàn cú chất lượng tốt, giỏ thành hợp lý là việc

lµm cÇn thiÕt Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm ván sàn trong đó lo¹i keo vµ l-îng keo d¸n là 2 yếu tố quan trọng cần được nghiên cứu

Để sản xuất ván sàn cần phải sử dụng một lượng rất lớn keo dán Trên thế giới hiện nay, xu hướng sử dụng keo dán gỗ là sử dụng các loại keo dán không độc, thân thiện với môi trường đó là các loại keo có hàm lượng lượng fomaldehyde tự do thấp hoặc không phát thải fomaldehyde Keo đáp ứng được yêu cầu này là các loại keo có nguồn gốc tự nhiên, keo gốc Isocyanate, keo PVAc Trong từng trường hợp cụ thể, sử dụng keo gì, lượng keo sử dụng là bao nhiêu để vừa đảm bảo chất lượng sản phẩm, vừa đảm bảo hiệu quả kinh tế là vấn đề cần được quan tâm nghiên cứu

Ván sàn gỗ công nghiệp được đánh giá là nhiều ưu điểm, đã có nhiều công trình nghiên cứu về lĩnh vực này, song những kết quả nghiên cơ bản, nghiên cứu ứng dụng về ván sàn công nghiệp còn rất hạn chế Để góp phần xây dựng và xác lập cơ sở lý thuyết, thông số công nghệ, chúng tôi nghiên cứu đề tài:

“Nghiên cứu ảnh hưởng của loại keo và lượng keo đến chất lượng sản phẩm ván sàn công nghiệp sản xuất từ nguyên liệu gỗ rừng trồng”

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan về ván sàn gỗ công nghiệp [27], [28], ([29]

1.1.1 Khái niệm về ván sàn gỗ công nghiệp

Ván sàn gỗ công nghiệp là loại vật liệu composite gỗ dạng lớp Thông thường, ván sàn gỗ công nghiệp có cấu tạo 3 lớp: lớp giữa được làm từ ván MDF, Tre, gỗ xẻ ghép lại… và lớp mặt là các lớp ván mỏng Công nghệ sản xuất ván sàn gỗ công nghiệp chú trọng vào vật liệu dán phủ bề mặt, đó là lớp vật liệu mỏng ở bên trên cùng có tác dụng bảo vệ và trang sức cho lớp lõi Một lớp vật liệu mỏng khác ở phía dưới có tác dụng chống hút ẩm và chống cong vênh Tổng chiều dày các lớp ván mặt không nhỏ hơn 1/3 chiều dày sản phẩm

Bảng 1.1 Kích thước ván sàn gỗ công nghiệp theo tiêu chuẩn Nhật Bản JAS–SE–

Lơ ́ p ván mă ̣t/trang trí

Lơ ́ p ván lõi/chi ̣u lực

Lơ ́ p đáy/cân bằng lực

Hình 1.1 Cấu tạo ván sàn công nghiệp dạng lớp

1.1.2 Tình hình nghiên cứu và sử dụng ván sàn công nghiệp trên thế giới

Sàn gỗ công nghiệp được phát minh vào năm 1977 do công ty Pergo (Thụy Điển) [27] Đây cũng là công ty sản xuất ván sàn gỗ công nghiệp đầu tiên trên thế giới Lần đầu tiên công ty tung ra thị trường sản phẩm của mình vào năm

1984 và sau phát triển ra các nước khác trong khu vực và trên thế giới Đặc biệt

là 10 năm trở lại đây, ván sàn công nghiệp đã được đưa vào sử dụng rất rộng rãi, những nước đi đầu trong việc sản xuất và sử dụng loại vật liệu này là Đức, Thụy Điển, Phần Lan, Mỹ, Nhật Bản, Pháp, Italia, Hàn Quốc Các thương hiệu ván sàn công nghiệp nổi tiếng có thể kể đến như: Pergo (Thụy Điển), Kronotex, Parador (Đức), Picenza (Italia), EPI (Pháp), Unili (Bỉ), Gago, Green Donghwa (Hàn Quốc), đã cho ra thị trường nhiều loại mẫu mã, kích thước sản phẩm khác nhau Để có được những sản phẩm như vậy đã có nhiều những công trình nghiên

Hình 1.2 Một số hình ảnh ván sàn công nghiệp

cứu về các tính chất của sản phẩm như: nghiên cứu ổn định kích thước, nghiên cứu khả năng dán dính giữa các lớp vật liệu

1.1.3 Tình hình nghiên cứu và sử dụng ván sàn công nghiệp ở Việt Nam

Trước đây, nhu cầu lát sàn gỗ hầu như chỉ xuất hiện ở những căn biệt thự hoặc nhà cửa được xây dựng cao cấp thì hiện nay thị trường đang ngày càng mở rộng đối tượng sử dụng Đời sống vật chất ngày càng tăng cao, nhu cầu làm đẹp căn nhà cũng được nhiều người chú ý, nhiều người bắt đầu xoay qua sử dụng gỗ lát sàn để tăng thêm vẻ sang trọng và khẳng định giá trị cho căn nhà Ấm áp vào mùa đông và mát mẻ với mùa hè, ván sàn công nghiệp có màu sắc vân thớ phong phú đa dạng tạo được thẩm mỹ cho căn phòng Bên cạnh việc tạo ra nhiều mẫu

mã, sàn gỗ công nghiệp hiện nay đã có những cải tiến kỹ thuật để phù hợp với khí hậu Việt Nam, có thể chịu được độ ẩm lên đến 80%, bề mặt được xử lý cho nên có độ bền lâu, khả năng chịu va đập và khả năng chống xước rất cao Và việc lắp đặt cũng khá dễ dàng với kết cấu mộng kép không phải dùng keo, với các mộng khoá đặc biệt làm cho liên kết giữa các tấm kín khít và luôn bền vững với thời gian

Ván sàn công nghiệp ở Việt Nam mới chỉ sử dụng phổ biến vài năm gần đây nhưng thực tế cho thấy thị trường các loại ván lát sàn ngày càng phát triển nhanh chóng, sản lượng tiêu thụ tăng nhanh mỗi năm vào khoảng 20-30% Theo thống kê sơ bộ, có đến 80% các căn hộ chung cư cao cấp mới xây dựng sử dụng sàn gỗ nhân tạo và có đến 50% các công trình nhà dân dụng mới xây lựa chọn ván sàn gỗ nhân tạo do giá thành hợp lý, giá trị sử dụng cao, rất nhiều công trình nhà dân dụng đang ở và chung cư cũ nâng cấp từ sàn gạch men lên sàn gỗ công nghiệp do giá trị sử dụng cao, giá thành hợp lý và quá trình sửa chữa nâng cấp đơn giản, thuận tiện

Thị trường ván sàn ở Việt Nam khá sôi động và ngày càng phát triển, hiện

có khoảng 30 hãng nổi tiếng giới thiệu và cung cấp sản phẩm tới khách hàng

Cỏc sản phẩm vỏn sàn gỗ đa dạng về chủng loại và kiểu cỏch, từ sản phẩm được sản xuất

trong nước đến sản phẩm nhập ngoại Sàn gỗ cụng nghiệp ngoại chủ yếu nhập khẩu từ Chõu Âu và Chõu Á với khoảng trờn 15 nhón hiệu khỏc nhau Cỏc loại sàn gỗ cụng nghiệp cú giỏ từ 200.000-900.000 VNĐ/m2 sàn tuỳ loại, tuỳ hóng và cụng nghệ sản xuất sàn

Bờn cạnh đú sản lượng xuất khẩu cũng tăng rất nhanh Thống kờ đến nay cho thấy, trong ngành chế biến gỗ Việt Nam cú khoảng 1.600 doanh nghiệp đang hoạt động, trong đú cú 250 doanh nghiệp cú vốn đầu tư nước ngoài, chủ yếu tập trung ở thị trường hàng vỏn sàn gỗ cụng nghiệp và chiếm giữ 46% tỷ trọng xuất khẩu của ngành/năm Năm 2009 trong số 4 tỷ USD xuất khẩu đồ gỗ thỡ mặt hàng đồ gỗ trong nhà chiếm đến 2 tỷ USD, đặc biờt là sàn gỗ cụng nghiệp Trong nước cũng đó cú một số nhà mỏy sản xuất vỏn sàn khụng những cung cấp cho thị trường trong nước mà cũn xuất khẩu ra nước ngoài Cú thể kể đến như: sản phẩm của tập đoàn Hoà Phỏt (Hà Nội), sản phẩm của The Bamboo Factory (Hải Dương), Cụng ty cổ phần sản xuất và thương mại Lạng Sơn…và một số làng nghề truyền thống về mõy tre đan tại Tiến Động (Hà Tõy) cũng đó và đang sản xuất vỏn sàn [28]

Túm lại, tại Việt Nam sàn gỗ cụng nghiệp đó khẳng định vị trớ của mỡnh nhờ những tớnh năng ưu việt hơn những loại vật liệu thụng dụng khỏc sàn gỗ cụng nghiệp khụng những đa dạng về màu sắc và kiểu dỏng, võn gỗ mà cũn rất bền vững với thời gian Nhưng để thỏa món nhu cầu của thị trường trong nước cũng như ngoài nước về sản phẩm vỏn sản khụng chỉ đảm bảo chất lượng, mẫu

mó đa dạng mà cần giỏ cả hợp lý Trong những năm gần đõy, song song với việc phỏt triển sản xuất, mở rộng thị trường, n-ớc ta đã có nhiều công trình nghiên cứu về ván sàn công nghiệp mà tập trung chủ yếu là cỏc cụng trỡnh nghiờn cứu của Trường Đại học Lõm nghiệp Việt Nam như:

Năm 2007, nhóm tác giả Tiến sỹ Lê Xuân Phương, Thạc sỹ Nguyễn Văn Thuận, và thạc sỹ Phan Duy Hưng đã nghiên cứu một số công trình về dán dính tre – gỗ làm ván sàn: Đánh giá khả năng dán dính giữa gỗ Keo tai tượng và luồng, nứa từ keo dán PVAc và keo U-F; Đánh giá khả năng dán dính giữa gỗ Keo lai và Luồng, nứa từ keo PVAc và keo U-F; Đánh giá khả năng dán dính giữa MDF và luồng, nứa từ keo PVAc và keo U - F Từ đó tác giả đã đưa ra được độ bền kéo trượt màng keo của các liên kết trên từ 2 loại keo trên

Nguyễn Văn Đô (2007) đã nghiên cứu “Nghiên cứu tạo ván sàn (dạng Three layer flooring) từ nguyên liệu gỗ rừng trồng”, tác giả đã kết luận ván sàn được tạo ra từ nguyên liệu keo lá tràm và trám hồng đã đáp ứng được tiêu chuẩn ván sàn với các thông số: khối lượng thể tích 0,62g/cm3, độ bền dán dính (chiều dài vết tách) 29,05 mm, độ võng do uốn theo chiều dọc 7 mm

Nguyễn Thanh Nghĩa (2008), đã nghiên cứu “Đánh giá khả năng sử dụng keo PVAc và keo EPI trong sản xuất ván sàn công nghiệp dạng three layer flooring” , tác giả kết luận rằng 2 loại keo PVAc và EPI đều có thể sử dụng trong sản phẩm ván sàn công nghiệp Sản phẩm làm từ EPI cho chất lượng tốt,độ bền dán dính cao, khả năng chịu ẩm nhiệt tốt và có độ trương nở chiều dày nhỏ Sản phẩm làm từ keo PVAc cũng có độ trương nở chiều dày nhỏ, độ ẩm, độ đồng phẳng đạt yêu cầu nhưng khả năng chịu ẩm nhiệt kém

Nguyễn Hoàng Thanh Phong (2008) đã nghiên cứu “Nghiên cứu, khảo nghiệm và đánh giá khả năng tạo ván sàn công nghiệp tre và MDF”, tác giả kết luận sản phẩm tạo ra đáp ứng được yêu cầu của ván sàn công nghiệp theo tiêu chuẩn JAS-SE-7

Trần Minh Tới (2008), đã nghiên cứu “Nghiên cứu xác định tỷ lệ kết cấu của ván sàn công nghiệp tre - gỗ”, tác giả đưa ra kết luận: Kết cấu sản phẩm ảnh hưởng trực tiếp đến độ cong vênh của sản phẩm Đối với ba kết cấu mà đề tài đưa ra thì kết cấu R2 = 23% (tre – gỗ keo lá tràm – giấy cân bằng lực) đảm bảo được yêu cầu tốt nhất về tiêu chuẩn ván sàn

Lê Văn An (2009), đã nghiên cứu “Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ kết cấu đến chất lượng ván sàn gỗ công nghiệp sản xuất từ gỗ Bồ đề và gỗ Keo lá tràm” Tác giả đã kết luận: Tỷ lệ kết cấu của sản phẩm có ảnh hưởng lớn đến các chỉ tiêu chất lượng của ván sàn công nghiệp (dạng three layer flooring) như: Độ cong vênh, độ võng do uốn, độ bong tách màng keo Tỷ lệ kết cấu hợp lý của sản phẩm: 34 – 40% Tuy nhiên đề tài vẫn còn nhiều hạn chế, khoảng cách hai kết cấu liên tiếp không đều nhau, kết cấu không đối xứng nên ảnh hưởng nhiều đến kết quả đề tài

Nguyễn Thị Hiền (2010) đã nghiên cứu “Nghiên cứu ảnh hưởng của assembly time đến chất lượng dán dính của keo Synteko 1980/1993 và Synteko 1985/1993 với gỗ Keo lá tràm" tác giả kết luận thấy Assembly time ảnh hưởng đến độ bền dán dính của keo Synteko 1980/1993 và Synteko 1985/1993 khi dán vào bề mặt gỗ Assembly time ảnh hưởng đến độ bền dán dính có tính quy luật vì có thể lập được phương trình tương quan của độ bền dán dính và assembly time

Nguyễn Văn Thoại (2009), đã nghiên cứu “Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian ngâm tẩm hóa chất đến tính chất của gỗ biến tính bằng DMDHEU dùng để phủ mặt ván sàn gỗ công nghiệp” Tác giả kết luận thấy thời gian ngâm tẩm hóa chất ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất của ván sàn Độ mài mòn, độ bong tách màng keo và độ võng do uốn của ván xử lý đều giảm so với ván không

xử lý và mức độ giảm có tính quy luật Khối lượng thể tích của ván sàn thay đổi không đáng kể qua các chế độ xử lý …

Từ kết quả của những nghiên cứu trên cho thấy chưa có công trình nào nghiên cứu vể những ảnh hưởng của lượng keo và loại keo đến chất lượng sản phẩm ván sàn công nghiệp Vì vậy, để đảm bảo chất lượng sản phẩm ván sàn, lựa chọn và sử dụng keo hợp lý, việc chúng tôi nghiên cứu ảnh hưởng của lượng keo và loại keo đến chất lượng sản phẩm ván sàn công nghiệp là cần thiết, mới

và không trùng lặp

Hình 1.3.Một số hình ảnh ván sàn công nghiệp trong không gian sống

Chương 2 MỤC TIÊU, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu nghiên cứu

- Phân tích được ảnh hưởng của loại keo và lượng keo đến chất lượng ván sàn công nghiệp từ gỗ Keo lai

- Đưa ra được một số thông số về loại keo và lượng keo phù hợp nhất cho sản xuất ván sàn công nghiệp từ gỗ Keo lai

2.2 Phạm vi nghiên cứu

- Ván sàn công nghiệp 3 lớp từ gỗ Keo lai

- Keo dán sử dụng trong đề tài là keo PVAc (Polyvinyl axetat), và EPI (Emulsion polyme izocyanate)

- Quá trình tạo ván được thực hiện tại Trung tâm chuyển giao công nghệ công nghiệp rừng – Trường Đại học Lâm nghiệp, Công ty chế biến lâm sản Phú Đạt – Quốc Oai – Hà Nội, Xí nghiệp chế biến lâm sản Hà Tây

- Quá trình kiểm tra chất lượng ván tại Trung tâm thí nghiệm khoa Chế biến lâm sản – Trường Đại học Lâm nghiệp

Cụ thể:

Yếu tố cố định:

Ván lõi:

- Nguyên liệu gỗ: Gỗ Keo lai

- Kích thước thanh cơ sở: 10 x 19mm, được sấy đến độ ẩm 8-12%

Ván mặt:

- Ván mỏng từ gỗ Keo lai, được sấy đến độ ẩm 6-8%

- Chiều dày ván mặt gồm 2 loại kích thước khác nhau sử dụng cho lớp trong và lớp ngoài ván sàn: 1mm và 2mm

Chế độ ép:

- Ép nguội

- Áp suất: 1,2 MPa

- Thời gian: 60 phút

Yếu tố thay đổi:

- Loại keo: Dynokoll P115A (PVAc) và Syltenko 1985/1993 (EPI)

- Lượng keo: 150 g/m2, 200 g/m2, 250 g/m2, 300 g/m2

2.3 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu lý thuyết về ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ đến chất lượng ván sàn;

- Điều tra thu thập các thông số về nguyên liệu: gỗ Keo lai, chất kết dính PVAc, Syntenko 1985/1993

- Thực nghiệm tạo ván cho gỗ Keo lai với 2 loại keo (PVAc, Syntenko 1985/1993) và 4 lượng keo tráng khác nhau (150, 200, 250, 300g/m2)

- Phân tích các chỉ tiêu chất lượng ván thu được ứng với từng loại keo, lượng keo cụ thể và những ảnh hưởng của nó đến chất lượng sản phẩm

- Xác định mối tương quan giữa loại keo, lượng keo ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm

2.4 Phương pháp nghiên cứu [2], [11], [12]

Căn cứ vào đối tượng, phạm vi và nội dung nghiên cứu chúng tôi chọn phương pháp nghiên cứu thực nghiệm có kế thừa kết quả từ những nghiên cứu trước đó

2.4.1 Phương pháp thu thập số liệu

- Thu thập thông số Keo lai được kế thừa từ những nghiên cứu trước

- Thông số về keo dán PVAc, Synteko 1985/1993 được tìm hiểu qua nhà cung cấp và trên thị trường

2.4.2 Phương pháp thực nghiệm và kiểm tra chất lượng sản phẩm

Cơ sở đánh giá chất lượng của ván sàn công nghiệp

Hiện nay chúng ta mới chỉ đánh giá chất lượng ván sàn thông qua các tiêu chuẩn TCVN 4340 : 1994 và được chỉnh sửa vào năm 2007 theo tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam TCVN 7756: do Viện Vật liệu xây dựng , Bộ xây dựng đề nghị,

Tổng cục Tiêu chuẩn - Đo lường - Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố

Ngoài tiêu chuẩn của Việt Nam để đánh giá chất lượng ván sàn thông qua các tiêu chuẩn của nước ngoài như:

- Tiêu chuẩn JAS-SE-7 của Nhật Bản

- Tiêu chuẩn GB/T 13123-2003, LY/T 1573-2003 của Trung Quốc

- Tiêu chuẩn EN 14342 của châu Âu

Chất lượng ván sàn công nghiệp chủ yếu được đánh giá qua các chỉ tiêu như sau:

- Khối lượng thể tích của sản phẩm

- Độ cứng của sản phẩm

- Độ ẩm của sản phẩm

- Trương nở chiều dầy sản phẩm

- Độ cong vênh của sản phẩm

- Độ mài mòn của sản phẩm

- Độ võng do uốn của sản phẩm

- Khả năng chịu va đập của sản phẩm

- Khả năng dán dính của các lớp vật liệu

- Độ an toàn của sản phẩm đến môi trường

Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài tôi chỉ thực hiện một số chỉ tiêu sau:

- Khối lượng thể tích của sản phẩm

- Độ ẩm của sản phẩm

- Trương nở chiều dầy sản phẩm

- Độ cong vênh của sản phẩm

- Độ võng do uốn của sản phẩm

- Khả năng dán dính của các lớp vật liệu

Sử dụng tiêu chuẩn JAS-SE-7 của Nhật Bản để kiểm tra chất lượng sản phẩm Ván sàn sau khi ổn định được cắt mẫu theo các tiêu chuẩn

* Kiểm tra độ ẩm của sản phẩm

Tiêu chuẩn kiêm tra: JAS-SE-7

+ Kích thước mẫu: 100x100xt, mm

+ Phương pháp xác định: cân – sấy

+ Các bước tiến hành: Mẫu được cân bằng cân điện tử có độ chính xác 0,01g, và được cân ngay sau khi gia công mẫu được m1 Sau đó sấy mẫu ở nhiệt

độ 10320C cho đến khi mẫu khô kiệt Đưa mẫu vào bình hút ẩm, làm nguội đến nhiệt độ phòng, tiến hành cân mẫu được m0

0

0 1

0   

m

m m

Trong đó: m1 - trọng lượng gỗ trước khi thí nghiệm, g

m0 - trọng lượng gỗ khô kiệt, g

MC0 – độ ẩm tuyệt đối của gỗ, %

* Kiểm tra khối lượng thể tích sản phẩm

Tiêu chuẩn kiêm tra: JAS-SE-7

+ Kích thước mẫu: 100x100xt, mm

+ Phương pháp xác định: Cân - đo

+ Dùng thước kẹp có độ chính xác 0,02 mm để đo chiều dài và chiều rộng mẫu

+ Dùng thước kẹp Panme có độ chính xác 0,01 mm để đo chiều dày của mẫu

+ Dùng cân điện tử có độ chính xác 0,01g để cân khối lượng mẫu

) / (g cm3V

m



* Kiểm tra kh¶ n¨ng b¸m dÝnh cña mµng keo

Tiêu chuẩn kiêm tra: JAS-SE-7

+ Kích thước mẫu: 75x75xt , mm

+ Phương pháp xác định là phương pháp ngâm sấy

+ Cách tiến hành: Cho mẫu vào bình và đun nóng trong nước nóng 7030C trong 6 giờ, vớt ra để ráo 15 phút trong điều kiện thường và đem sấy với thời gian 6 giờ ở nhiệt độ 6330C, sau khi sấy xong ta lấy mẫu ra để nguội 10 phút và đo độ dài bong tách trên màng keo

* Kiểm tra trương nở chiều dày

Tiêu chuẩn kiêm tra: JAS-SE-7

0

0 1

t

t t



Trong đó: S- độ trương nở chiều dày

t0 – chiều dày ván trước khi ngâm nước

t1 – chiều dày ván sau 2 giờ ngâm nước Đánh giá kết quả so với tiêu chuẩn JAS-SE-7 với chiều dày sản phẩm t> 12,7 mm thì độ trương nở cho phép không vượt quá 20%

25mm

25mm Hình 2.1 Sơ đồ vị trí đo chiều dày mẫu

* Kiểm tra độ võng do uốn

Tiªu chuẩn kiểm tra: JAS-SE-7

- Kích thước mẫu: 750 x 100 x 15mm

- Dung lượng: 10 mẫu/ một chế độ

- Dụng cụ : Máy thử chuyên dùng

- Phương pháp kiểm tra:

Mẫu thử được đặt trên hai gối đỡ, khoảng cách giữa hai gối đỡ là 650 mm, tiến hành gia lực 03 lần, lần 1 gia lực 3kg sau đó nhả tải gia lực 7kg, rồi so sánh

độ võng giữa tải 3kg và tải 7kg Lần 2 và lần 3 làm tương tự lần 1

Mẫu đạt tiêu chuẩn là mẫu có độ võng giữa hai lần đo không chênh lệch quá 3,5 mm Đối với tính chất này kiểm tra theo chiều dọc thớ ván lõi

Sơ đồ lắp đặt mẫu thử và đặt lực:

Hình 2.2 Sơ đồ đặt lực mẫu thử độ võng do uốn

1 - quả cân; 2 - thanh tỳ; 3 - mẫu thử ;4 - gối đỡ

Công thức xác định:

ĐVDU = ĐV7 – ĐV3 (2.4) Trong đó: + ĐVDU - độ võng do uốn

+ ĐV7 - độ vừng khi chịu tải 7kg;

+ ĐV3 - độ vừng khi chịu tải 3kg

* Kiểm tra độ bền kộo trượt màng keo

Mặc dự trong tiờu chuẩn kiểm tra chất lượng vỏn sàn khụng cú phần kiểm tra độ bền kộo trượt màng keo nhưng đõy cũng là một chỉ tiờu đỏnh giỏ khả năng dỏn dớnh của keo dỏn Thụng qua giỏ trị độ bền kộo trượt màng keo cho chỳng ta thấy được rừ hơn sự ảnh hưởng của loại keo, lượng keo đến độ bền dỏn dớnh của sản phẩm

Độ bền kéo tr-ợt màng keo của ván được xác định theo tiêu chuẩn sau:

GB 5854-86:

Kích th-ớc mẫu 100 25, mm

Dung l-ợng mẫu: 15 mẫu

Ph-ơng pháp và dụng cụ kiểm tra:

- Dùng th-ớc kẹp kỹ thuật có độ chính xác 0.01 mm, Micrometer 0.01

mm, để đo chiều dài và chiều rộng tiết diện kéo

- Tiến hành thử trên máy kiểm tra vạn năng, thang đo lực A;

l w

w- chiÒu réng tiÕt diÖn kÐo, mm;

l- chiÒu dµi tiÕt diÖn kÐo, mm;

1.4.4.3 Phương pháp phân tích và xử lý số liệu

- Xử lý số liệu bằng phần mềm Excel và sử dụng thống kê toán học:

Trị số trung bình cộng

Được xác định theo công thức:

n

x x

n i

n

i i

Trong đó: S - sai quân phương;

xi- giá trị của các phân tử;

x - trung bình cộng của các giá trị xi;

trên phần mềm xử lý số liệu Xlstat bao gồm một số chỉ tiêu sau:

- Phân tích phương sai

- Phương trình tương quan

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

3.1 Nghiên cứu lý thuyết

3.1.1 Lý thuyết dán dính [3], [4], [13], [23], [35]

Quá trình dán dính là một quá trình dán ép hai hay nhiều vật dán với nhau,

có sự tham gia của chất kết dính trong một điều kiện nhất định

Thông thường vật dán và keo dán là hai loại vật chất có cấu trúc cấu tạo khác Keo dán dính là chất lỏng hoặc ít nhớt có khả năng bôi tráng lên bề mặt vật dán Cường độ dán dính không chỉ phụ thuộc vào các lực liên kết trên bề mặt vật dán mà còn phụ thuộc vào độ bền liên kết giữa các phân tử keo sau khi đóng rắn

Quá trình tạo ra liên kết bằng keo dán là một quá trình công nghệ, kỹ thuật rất phổ biến không chỉ trong công nghệ chế biến gỗ mà còn trong quá trình dán dính các vật liệu khác ở các nguồn công nghệ khác vì vậy nó được quan tâm nghiên cứu sâu sắc đặc biệt là những năm gần đây

Tập hợp tất cả các quan điểm, lý thuyết về quá trình dán dính và bản chất của mối dán được gọi là lý thuyết dán dính

Một số quan điểm trước đây giải thích quá trình dán dính là do dung dịch keo sau khi dán được vào các lỗ hổng, sự mấp mô của bế mặt vật dán đóng rắn cán lại trở thành các đinh keo có tác dụng liên kết hai vật dán lại với nhau Đó là

lý thuyết cơ học nó không đủ cơ sở để giải thích khi dán các vật dán có bề mặt phẳng nhẵn hoặc trường hợp dán gỗ dọc thớ gỗ tốt hơn khi dán các mặt dán vuông góc thới gỗ Hiện nay các lý thuyết về keo dán có một số quan điểm sau:

a Lý thuyết cơ học (liên kết đinh keo)

Liên kết đinh keo là cơ chế dán dính xảy ra đầu tiên giữa keo dán và bề mặt gỗ Khi tráng keo dán ở dạng lỏng lên bề mặt gỗ, do gỗ có cấu trúc rỗng, xốp nên dung dịch keo sẽ thấm vào gỗ sau đó đóng rắn tạo thành các đinh keo Keo càng thấm sâu vào gỗ thì diện tích tiếp xúc giữa keo và gỗ càng lớn làm

tăng hiệu quả của liên kết đinh keo Liên kết đinh keo tốt nhất khi keo dán thấm vào cả phần rỗng trong ruột tế bào và cả vách tế bào để tạo nên mức độ tiếp xúc

ở mức độ phân tử giữa phân tử keo dán và xellulose,hemixellulose hay linnhin Khi đó cường độ của màng keo có thể vượt qua cường độ của gỗ Liên kết đinh keo hiệu quả nhất khi keo thấm sâu vào gỗ khoảng 6 hàng tế bào [35]

- Liên kết hydrogen là loại liên kết đặc biệt giữa các phân tử lưỡng cực với nhau, tạo nên lực hấp dẫn mạnh giữa cation H+ của một phần tử và aion của một phân tử khác Liên kết hydrogen đóng vai trò quan trọng đối với những loại keo

là hợp chất cao phân tử có cực liên kết với bề mặt gỗ

Một số chất chứa Isocyanate

Phản ứng của Isocynate với các thành phần của keo dán

Từ chuỗi phản ứng trên cho thấy, đầu tiên chất đóng rắn phản ứng với Alcohol, nước của keo để tạo ra sản phẩm trung gian, và giải phóng khí CO2 Sau đó chất đóng rắn tiếp tục phản ứng với các sản phẩm trung gian đó để tạo thành cấu trúc mạng (keo- chất đóng rắn) Các phản ứng này liên tục xảy ra làm cho nước trong keo giảm dần, màng keo trở nên khô

o

= o R R-NH-C-N- C-O-R’

TDI

(Toluene Diisocyanate) (VP: 3.07 Pa @25 o C)

CH3

NCO OCN

TDI

(Toluene Diisocyanate) (VP: 3.07 Pa @25 o C)

Phản ứng của Isocynate với các thành phần và nhóm chức của gỗ

Chất đóng rắn phản ứng với nhóm OH trong gỗ sẽ tạo thành sản phẩm trung gian thứ nhất, sau đó sản phẩm trung gian tiếp tục phản ứng với nhóm OH của gỗ ở bề mặt gỗ bên kia để tạo cầu nối chất đóng rắn với 2 bề mặt (gỗ - chất đóng rắn – gỗ)

Mặt khác chất đóng rắn phản ứng với nước tự do trong gỗ (phản ứng này xảy ra chậm) tạo thành sản phẩm trung gian, giải phóng khí CO2, và sau đó tiếp tục phản ứng với sản phẩm trung gian để tạo thành cấu trúc mạng Những phản ứng này xảy ra đồng thời và liên tục tạo ra hàng loạt cầu nối hóa hoc, tạo thành liên kết mạng

Phản ứng tạo cầu nối keo, chất đóng rắn và gỗ

Đây chính là phương trình tổng hợp thể hiện phản ứng hóa học tạo cấu trúc liên kết mạng giữa keo, chất đóng rắn và gỗ Nhóm OH trong gỗ và keo

(1) Cellulose

Lignin

+ OCN-R-NCO OH

=o

Wood

+ OCN-R-NCO OH

=o

=o

(2) Water OCN - R - NCO + H2 O Slow H2N - R - NH2 + CO2

n OCN - R - NCO + n H2N - R - NH2 Fast OCN R-NH-CO-NH R-NCO

n

(2) Water OCN - R - NCO + H2 O Slow H2N - R - NH2 + CO2

n OCN - R - NCO + n H2N - R - NH2 Fast OCN R-NH-CO-NH R-NCO

m

CH2

OCCH3 )

n

CH2

=O +

Cross-linking Structure

OH

+ OCN Ar CH2

NCO Ar

n

CH2 Ar NCO OCN Ar CH2

NCO Ar

m

CH2

OCCH3 )

m

CH2

OCCH3 )

n

CH2

=O +

Cross-linking Structure

phản ứng với chất đóng rắn làm cho nước trong keo và trong gỗ giảm dần và tạo thành cấu trúc liên kết ngang

Từ những phương trình phản ứng trên cho thấy: Bản chất các phản ứng hóa học của chất đóng rắn chứa gốc Isocynate với các thành phần của keo dán (alcohol, nước,…) hay phản ứng với nhóm chức của gỗ đều tạo ra hợp chất có độ phân cực lớn

Khi đó hợp chất có độ phân cực lớn này sẽ dễ dàng sẽ tạo cầu nối giữa - O-(nhóm OH của gỗ) với chất đóng rắn để tạo kết dính

đ Lý thuyết khuếch tán

Hình 3.4 Lý thuyết khuếch tán Đây là lý thuyết giải thích sự liên kết phổ biến của chất kết dính với bề mặt vật dán Lý thuyết này đòi hỏi cả hai chất kết dính và bề mặt vật dán phải có khả năng chuyển động, tương thích lẫn nhau và có thể xác nhập vào nhau có nghĩa là, các phân tử của chất kết dính phải khả năng chuyển động, xác nhập vào vật dán và ngược lại

Lý thuyết khuếch tán khẳng định khả năng dán dính phụ thuộc vào thời gian tiếp xúc, áp suất, nhiệt độ, tính chất của vật dán, keo dán Khi áp xuất ép lớn các khoảng cách vật thể gần nhau hơn, sự khuếch tán tốt hơn cường độ dán dính tăng Ở nhiệt độ cao các phân tử dao đông lớn hơn nên cường độ dán dính lớn Các phân tử ngắn, nhỏ chuyển động tốt hơn song cường độ dán dính nhỏ

C = O

- O - C –

O

hơn Các chất có kết cấu chặt chẽ, bền vững hơn thì sự chuyển động của các phân tử nhỏ hơn nên cường độ dán dính nhỏ Các chất có độ phân cực lớn sẽ có tác dụng tăng cường khả năng dán dính

e Lý thuyết tĩnh điện

Hình 3.5 Lý thuyết tĩnh điện

Lý thuyết tĩnh điện là một cơ chế chuyển giao điện tử giữa bề mặt vật dán

và các chất kết dính mang điện tích trái dấu, hiện tượng này có thể gây ra sự hình thành một lớp điện tích kép ở mặt phân cách, chỗ nối của keo với bề mặt vật dán

có thể phân tích như một tụ điện Vì vậy, cường độ bám dính chính là kết quả của lực tĩnh điện hấp dẫn qua lớp điện tích kép

f Lý thuyết đường biên

Lý thuyết đường biên cho rằng bề mặt vật dán sạch có thể tạo nên mối dán tốt, một vào tạp chất như lớp gỉ, chất dầu, nhựa có thể dẫn đến đường biên yếu nhưng không phải tất cả các tạp chất đều làm liên kết đường biên yếu, trong một số trường hợp các tạp chất bị hòa tan bởi keo do trong keo có cấu trúc axitacrylic Cấu trúc này có thể hòa tan chất dầu nhựa

Tóm lại

Qua các quan điểm, lý thuyết cơ bản trên cho chúng ta thấy rằng quá trình dán dính không phải là một quá trình đơn giản Nó là tổng hợp của nhiều hiện tượng, nhiều qúa trình hoá, lý phức tạp Các mối dán muốn có độ bền cao cần có

keo dán tốt và các điều kiện dán dính thích hợp để các quá trình hoá lý thực hiện thuận lợi và triệt để

Để thực hiện tốt những điều đó cần có khoảng cách giữa hai vật thể đủ nhỏ để các hiện tượng vật lý xảy ra và keo dán phải ở dạng lỏng hoặc ít nhất trước khi thực hiện các phản ứng hoá học, vật lý phải ở dạng lỏng Có thể tóm tắt quá trình thực hiện mối dán như sau:

Keo dán (đã mang đầy đủ các tính chất, điều kiện của một chất kết dính) được đưa lên bề mặt vật dán (chất rắn) do sức căng bề mặt của dán dính đủ nhỏ (độ nhớt thích hợp) hiện tượng thẩm thấu hấp thụ của dung môi sảy ra để thấm vào vật dán Các phân tử keo dán khuyếch tán theo dung môi trên hoặc qua bề mặt (vật dán có tác dụng dàn đến các phân tử theo chiều ngang (màng keo) Quá trình thẩm thấu dung môi và bay hơi dung dịch xảy ra đồng thời làm tăng độ nhớt của keo.Với khoảng cách đủ nhỏ giữa keo dán và vật dán (0.2 –0.3 mm) thì các lực liên kết vật lý hình thành Khi đó cũng hình thành các phản ứng hoá học giữa keo và vật dán các phản ứng hoá học (phản ứng đóng rắn) có thể xẩy ra trước đó song chúng sẽ hoàn thành trong chế độ ép thuận lợi hơn

Để giải thích trọn vẹn quá trình dán dính cần kết hợp và dựa vào nhiều cơ

sở lý thuyết Không thể dùng một lý thuyết riêng lẻ nào vì như thế là không trọn ven

Một điểm chú ý quan trọng là độ lớn của các phân tử keo Khi cấu trúc phân tử keo phức tạp và càng lớn thì cường độ dán dính lớn song không thể vượt quá giới hạn cho phép vì nếu lớn quá các quá trình vật lý không xẩy ra

3.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm ván sàn công nghiệp

Chất lượng các sản phẩm phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, để đảm bảo chất lượng ván sàn công nghiệp cần phải lựa chọn các thông số công nghệ hợp lý, phù hợp từng công nghệ, từng loại nguyên liệu khác nhau Việc lựa chọn yếu tố công nghệ trong sản xuất ván sàn công nghiệp là rất cần thiết, các yếu tố công

nghệ đó chủ yếu là: độ ẩm ván nền và độ ẩm ván mỏng; tỷ lệ kết cấu giữa ván

mặt và ván lõi; loại keo và lượng keo tráng; thông số chế độ ép [34]

Chúng ta có thể biểu diễn các yếu tố đó qua phương trình:

về thông sô chế độ ép, về vật dán mà tập trung phân tích yếu tố thuộc về keo dán Trong quá trình nghiên cứu chúng tôi khống chế tất cả các yếu tố đầu vào

đó là nguyên liệu gỗ, cấu trúc ván lõi, chế độ ép ván mặt Thay đổi lượng keo và loại keo

a Các yếu tố thuộc về vật dán

* Ảnh hưởng của ván lõi [18]

Ván lõi dùng cho ván sàn là ván ghép thanh, do đó chất lượng ván ghép thanh ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm, các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng vàn ghép thanh là:

Loại gỗ:

Mỗi loại gỗ khác nhau thì chất lượng ván ghép thanh cũng khác nhau, trong để tài này tôi chọn gỗ Keo lai, đây là loại cây được trồng phổ biến, có khối lương thể tích trung bình, phù hợp với sản xuất ván ghép thanh

Độ ẩm ván lõi:

Độ ẩm của ván lõi quá cao hoặc quá thấp đều không thu được cường độ mối dán tốt nhất Khi độ ẩm của ván nền quá lớn sẽ làm cho mối dán bị tách trong quá trình sử dụng sản phẩm (do gỗ bị co rút) Mặt khác khi độ ẩm ván lõi

cao sẽ gây nên khuyết tật sản phẩm sau khi dán ép ván mặt (bong, rộp, nổ ván…) Ngược lại, khi độ ẩm ván lõi quá thấp thường làm cho màng keo bị gián đoạn hoặc khô trước khi đóng rắn Độ ẩm ván lõi thích hợp cho các loại gỗ nhẹ đến trung bình là 8-12%

Phương pháp sắp xếp các thanh cơ sở:

Phương pháp sắp xếp các thanh ghép thành phần cũng ảnh hưởng lớn đến

sự cong vênh của ván Khi tạo thành ván từ các thanh gỗ xẻ tiếp tuyến mà các vòng năm của chúng sắp xếp cùng hướng thì sẽ tạo ra ván có độ nhẵn nhưng rất

rễ cong vênh Người ta có thế hạn chế khuyết điểm này bằng cách xếp các thanh ghép đối xúng vòng năm

Quan hệ kích thước chiều dày và chiều rộng thanh ghép ván lõi:

Do sự khác nhau về sự co rút theo chiều dọc thớ, xuyên tâm, tiếp tuyến đã tạo nên khuyết tật cong vênh ở gỗ Sự cong vênh các thanh ghép thành phần đã dẫn tới sản phẩm ván lõi bị cong vênh, cũng như nó phá vỡ liên kết các thanh Các yếu tố này có thể khắc phục bằng cách lựa chọn quan hệ kích thước chiều dày và chiều rộng thanh ghép hợp lý Trong trường hợp mối quan hệ này không phù hợp sẽ dấn tới chất lượng ván lõi giảm xuống

* Ảnh hưởng của ván mỏng

Chất lượng ván mỏng cũng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, gỗ dùng làm ván mỏng phải là gỗ dễ bóc, do đó phải dùng những loại gỗ có tính chất tương đối đồng đều, dễ cắt gọt Trong đề tài tôi chọn ván mặt cũng là gỗ Keo lai nên sẽ rất thuận lợi khi dán ép với ván lõi

Độ ẩm ván mỏng là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Nếu độ ẩm của ván mỏng lớn hơn độ ẩm quy định, dẫn tới hiện tượng:

- Làm giảm độ nhớt của keo, do đó dễ tạo thành màng keo không liên tục

và kéo dài thời gian đóng rắn của keo;

- Trong điều kiện ép nhiệt màng keo có thể bị phá vỡ ở giai đoạn cuối (nổ ván) do hơi nước không thoát được ra ngoài;

- Trong điều kiện ép nguội: độ ẩm ván mỏng lớn nghĩa là độ ẩm sản phẩm cao, do vậy phải sấy ván sau khi ép, tạo thành nội ứng suất trong sản phẩm Ngược lại, nếu độ ẩm ván mỏng nhỏ hơn quy định:

- Gỗ sẽ hút dung môi của keo làm cho nồng độ keo tăng, dẫn tới khó có khẳ năng trải đều trên bề mặt ván;

- Ván mỏng có độ ẩm nhỏ, độ đàn hồi kém, khả năng tiếp xúc giữa 2 lớp ván mỏng khó

* Ảnh hưởng của các thông số chế độ ép

Trong công nghệ dán ép, chế độ ép là yếu tố tác động quan trọng ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm Chế độ ép được đặc trưng bởi 3 thông số chủ yếu là: Áp suất ép, nhiệt độ ép, thời gian ép

Áp suất ép:

Áp suất ép có vai trò làm tăng khả năng tiếp xúc giữa các bề mặt vật dán,

nó khắc phục một phần hiện tượng cong vênh mấp mô của bề mặt vật dán Áp suất ép hợp lý sẽ có tác dụng dàn trải keo đồng đều liên tục loại bỏ các túi khí, bọt khí trong mối dán

Trong công nghệ sản xuất ván sàn dạng three layer flooring, việc lựa chọn

áp suất cho ép ván lõi và áp suất cho ép ván mặt hợp lý sẽ làm cho chất lượng sản phẩm được nâng cao Nếu áp suất ép quá cao sẽ làm cho keo dán trải ra ngoài dẫn tới chất lượng mối dán không đảm bảo, màng keo mất tính liên tục để dẫn tới chất lượng mối dán giảm Ngoài ra áp suất ép lớn còn làm cho vật dán biến dạng và bị phá huỷ trong quá trình ép Ngược lại, áp suất ép thấp sẽ làm cho các thanh ghép và lớp mặt không tiếp xúc được với nhau, mối dán khó có thể thực hiện được mối liên kết vững chắc

Trị số áp suất ép max phụ thuộc vào rất nhiều các thông số, chúng ta có thể biểu hiện qua công thức sau: Pmax = f (loại gỗ, khối lượng thể tích sản phẩm, độ

ẩm vật dán, nhiệt độ ép, độ nhẵn bề mặt vật dán, )

Trong dán phủ bề mặt ván, khi chiều dày và số các lớp ván mỏng càng lớn,

để cho các lớp ván mỏng và ván lõi tiếp xúc được với nhau cần một trị số áp suất

ép đủ lớn nhưng vẫn phải đảm bảo rằng vật rán không bị phá huỷ Ngược lại khi chiều dày và số các lớp ván mỏng nhỏ thì chỉ cần áp suất nhỏ hơn nhưng vẫn đảm bảo cho các vật dán liên kết lại với nhau

3.1.3 Ảnh hưởng của keo dán

* Ảnh hưởng của loại keo [5]

Trên cơ sở lý thuyết dán dính cho thấy các lực liên kết của mối dán phụ thuộc rất nhiều vào sự hình thành các cầu nối hoá học giữa chúng Mỗi loại keo

có cấu trúc phân tử khác nhau thì có các cầu nối hoá học khác nhau về số lượng

và cầu nối, kết quả là cường độ dán dính sẽ khác nhau Vì vậy cần lựa chọn keo dán phù hợp với công nghệ, với mục đích sử dụng, đảm bảo chất lượng sản phẩm

Để lựa chọn keo dán cần căn cứ vào rất nhiều yếu tố như: công nghệ sản xuất, chất lượng sản phẩm, giá thành sản phẩm… Khi sử dụng ván sàn trong môi

trường khác nhau thì yêu cầu về chất lượng cũng khác nhau, với sản phẩm cần

có cường độ chịu uốn cao, màng keo chống được môi trường ẩm nhiệt, chất lượng mối dán tốt thì nên dùng các loại keo như EPI, MF, PE….Ngược lại, với sản phẩm ván sử dụng với sản xuất đồ mộc, đồ thủ công mỹ nghệ là loại sản phẩm thường xuyên tiếp xúc với con người, cường độ không yêu cầu quá cao thì

có thể sử dụng các loại keo có nguồn gốc tự nhiên hoặc tổng hợp, hàm lượng fomaldehyd tự do thấp, không độc hại để đảm bảo sức khỏe cho người sử dụng như keo PVA, PVAc, EPI Mỗi loại keo có những ảnh hưởng khác nhau tới chất lượng sản phẩm Keo EPI là loại keo khi đóng rắn có cấu tạo mạng rất phức tạp, màng keo có cấu tạo càng phức tạp thì độ bền dán dính càng cao, màng keo có thể chịu được môi trường ẩm nhiệt cao Mặt khác, độ bền dán dính cao thì sản phẩm tạo ra có độ võng do uốn và trương nở chiều dày thấp Keo PVAc là loại keo khi đóng rắn có cấu tạo đơn giản hơn, độ bền dán dính thấp, khả năng chịu

ẩm nhiệt kém Mặt khác với màng keo dẻo và có độ đàn hồi lớn nên sản phẩm dùng PVAc độ võng do uốn lớn hơn hơn so với sản phẩm dùng keo EPI Tuy nhiên trong thực tế sản xuất trong mọi trường hợp không nhất thiết phải chọn loại keo có độ bền tốt nhất mà tùy thuộc yêu cầu về chất lượng sản phẩm cũng như mục đích sử dụng sản phẩm đó

Trong đề tài này chúng tôi sử dụng keo Synteko 1985/1993 (dòng keo EPI) và keo PVAc để nghiên cứu ảnh hưởng của loại keo tới chất lượng ván sàn công nghiêp sản xuất từ gỗ Keo lai Đây là 2 loại keo được dùng rất nhiều và được đánh giá là keo cho chất lượng dán dính tốt Tuy nhiên khi sử dụng cho sản xuất ván sàn công nghiệp thì mỗi loại keo cho ra chất lượng sản phẩm khác nhau, kết quả nghiên cứu có thể là cơ sở lựa chọn loại keo phù hợp cho từng mục đích sử dụng sản phẩm ván sàn

*Ảnh hưởng của lượng keo

Khi thực hiện quá trình dán ép các lực liên kết của mối dán phụ thuộc rất nhiều vào sự hình thành các cầu nối hoá học giữa chúng Số lượng các cầu nối

phụ thuộc vào lượng keo tráng Lượng keo tráng trên một diện tích bề mặt không

đủ sẽ không tạo ra được tính liên tục của màng keo, sẽ không đủ số lượng các cầu nối hoá học, làm cho chất lượng mối dán kém, trương nở chiều dày lớn, khả năng bong tách lớn Lượng keo tăng lên, trương nở chiều dày giảm, bong tách giảm, nhưng nếu lượng keo quá lớn làm chiều dày màng keo tăng, sinh ra nội ứng suất trong màng keo khi đã đóng rắn dẫn đến các khuyết tật như giòn, bong tách và lãng phí keo dán

Hình 3.6 Mối quan hệ giữa lượng keo và độ bong tách màng keo

Hình 3.7 Mối quan hệ giữa lượng keo và độ trương nở chiều dày

Lượng keo tráng là một nhân tố ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm, công nghệ sản xuất và giá thành sản phẩm Với mỗi loại ván nhân tạo khác nhau thì lượng keo tráng khác nhau

Trong điều kiện nguyên liệu và công nghệ sản xuất, xác định việc lựa chọn lượng keo tráng trước tiên là phải căn cứ vào cường độ mối dán mà cụ thể

là độ bền kéo trượt của sản phẩm Mối quan hệ đó có thể được biểu thị qua hình 3.9

Hình 3.9 Mối quan hệ giữa lượng keo và độ bền kéo trượt màng keo

Cường độ kéo trượt màng keo tăng khi lượng keo tăng và sẽ đạt đến cường độ lớn nhất ở một mức keo nào đó và sẽ không tăng nữa mà có xu hướng giảm đi khi ta tiếp tục tăng lượng keo Điều này có thể được giải thích như sau :

Khi lượng keo sử dụng trên một đơn vị diện tích nhỏ do sự hao hụt qua các khâu tráng keo, khâu ép nên lượng keo thực tế trên bề mặt vật dán rất nhỏ, mặt khác do cấu tạo của gỗ và chất lượng bề mặt gia công không thể phẳng nhẵn tuyệt đối nên một phần lượng keo được sử dụng để điền lấp đầy vào các khoảng trống trong ruột của vách tế bào và các khuyết tật sinh ra trên bề mặt gia công Chính vì thế gây nên hiện tượng nghèo lượng keo trên bề mặt vật dán, với lượng

Độ bền kéo trượt, %

Lượng keo, g/m2

keo nhỏ thì không thể tạo ra màng keo liên tục và đảm bảo chiều dài cần thiết, do vậy khi tạo thành mối dán sẽ có cường độ thấp Khi sử dụng lượng keo tăng dần thì màng keo đảm bảo chiều dày, sự liên tục Do vậy cường độ của mối dán cũng tăng theo, đến khi lượng keo đủ để tạo một màng keo hoàn chỉnh nhất thì cường độ kéo trượt màng keo không tăng mà giảm dần khi lượng keo tiếp tục tăng Khi lượng keo tăng, màng keo dầy lên, khi dung môi thấm vào gỗ lớn gây

ra sự chênh lệch về độ ẩm trên cùng một thanh ghép, màng keo dầy dễ gây ra nội ứng suất trong màng keo, khi dung môi bay hơi sẽ để lại bọt khí trong màng keo, đây là nguyên nhân làm gián đoạn màng keo, rạn nứt màng keo Do đó mà độ bền dán dính giảm dần cũng như mối dán dễ bị khuyết tật như cong vênh, dễ bị nấm mốc xâm hại

Theo một số đề tài nghiên cứu và thực tế sản xuất khi quan sát sự phá huỷ mẫu kéo trượt màng keo thường mẫu bị phá huỷ ở phần gỗ tiếp giáp với bề mặt màng keo Vì thế màng keo dầy cũng không đem lại hiệu quả nhất là khi bề mặt của vật dán đã được gia công chuẩn Vì vậy cần thiết phải xác định được lượng keo tráng hợp lý nhất đảm độ bền dán dính màng keo

Việc lựa chọn lượng keo tráng ngoài những yếu tố về vật dán, công nghệ sản xuất ta còn phải căn cứ vào thông số kỹ thuật của keo và căn cứ vào hiệu quả kinh tế, giá thành sản phẩm Hình 3.10

Theo một số tài liệu thì lượng keo tráng thích hợp cho sản xuất ván ghép thanh là từ 150 – 250 g/m2 , lượng keo tráng thích hợp cho sản xuất ván LVL là

từ 150 – 300 g/m2 , lượng keo tráng thích hợp cho sản xuất ván dán từ 120 – 240 g/m2 Cũng trên cơ sở tham khảo một số đề tài nghiên cứu về lượng keo tráng tôi

đã lựa chọn các mức keo tráng khảo sát là: 150 g/m2, 200 g/m2, 250 g/m2, 300 g/m2

Hình 3.10 Mối quan hệ giữa lượng keo tráng và giá thành sản phẩm

* Ảnh hưởng của các thông số kỹ thuật keo đến chất lượng sản phẩm

Ảnh hưởng của hàm lượng khô

Hàm lượng khô của keo có ảnh hưởng lớn đến chất lượng mối dán vì trong quá trình dán ép dung môi của keo chủ yếu được gỗ hút thấm (trong điều kiện ép nguội) do đó làm cho độ ẩm tăng ảnh hưởng đến chất lượng mối dán, dẫn tới ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Ngược lại nếu hàm lượng khô của keo quá cao thì khả năng dàn trải đều giữa keo và gỗ là khó do vậy tạo màng keo không đều, không liên tục dẫn đến chất lượng mối dán giảm Trị số hàm lượng khô thích hợp nhất từ 40 - 60%

Ảnh hưởng của độ nhớt keo

Độ nhớt của keo là nội lực của dung dịch hình thành do tổng hợp các lực sinh ra trong lòng dung dịch Nó được biểu hiện qua khả năng thấm ướt của dung dịch keo lên bề mặt vật dán vì vậy độ nhớt của keo ảnh hưởng rất lớn đến công nghệ sản xuất, ảnh hưởng đến khả năng tráng keo, chiều dày màng keo

Nếu độ nhớt của keo quá lớn, quá trình bôi tráng keo lên bề mặt rất khó, màng keo khó dàn trải đều, liên tục, do đó chất lượng mối dán giảm, độ bền kéo trượt màng keo thấp Nếu độ nhớt keo quá thấp, tuy khả năng bôi tráng keo lên

Giá thành

sản phẩm

Lượng keo, g/m 2

bề mặt vật dán dễ dàng, nhưng lượng keo tráng thấm vào vật dán tăng lên, làm nghèo lượng keo trên bề mặt vật dán, làm cho chất lượng mối dán giảm

Ảnh hưởng độ axít, bazơ của keo dán

Độ axit, bazơ của keo dán là một trong những đại lượng đặc trưng cho tính chất hoá học, nó ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền mối dán Tính bazơ mạnh hoặc axit mạnh (pH lớn hoặc nhỏ) đều phá hoại các tổ chức tế bào của gỗ, làm tăng tốc độ lão hoá của bản thân keo Hoặc sẽ dẫn đến hiện tượng keo không có khả năng đóng rắn hoặc keo đóng rắn quá nhanh không phù hợp với công nghệ sản xuất

3.2 Đặc điểm nguyên liệu sử dụng trong đề tài

Đặc điểm gỗ keo lai

Keo lai là tên gọi tắt để chỉ giống Keo lai tự nhiên giữa Keo tai tượng

(Acacia mangium) và Keo lá tràm (A auriculiformis) Một số kết quả nghiên cứu

cho thấy khả năng sinh trưởng, phát triển cây Keo lai có ưu thế vượt trội so với cây bố mẹ

Đặc điểm của cây Keo lai cho thấy là: thế hệ lai F1 có tính chất tốt kết hợp được của hai cây bố và cây mẹ, còn thế hệ lai F2 bị thoái hoá khi lai tự nhiên cho nên người ta đã tiến hành lai nhân tạo giữa hai giống cây Keo lá tràm và cây Keo tai tượng để tạo ra giống Keo lai, người ta chỉ sử dụng thế hệ lai F1 vào sản xuất ván nhân tạo

- Cấu tạo gỗ Keo lai

+ Cấu tạo thô đại

Keo lai ở độ tuổi (8 – 9) tuổi vỏ có mầu nâu xám, sần sùi, trên phần vỏ ngoài có rãnh nứt chạy dọc thân cây Phần thân cây từ 1,3m trở lên vỏ nhẵn dần

và có mầu nâu, phần vỏ ngoài khô mủ, phần trong xốp Gỗ mới khi chặt hạ phần

gỗ giác và gỗ lõi không phân biệt nhưng sau khi một thời gian phần gỗ lõi trở nên sẫm mầu làm cho gỗ giác và gỗ lõi phân biệt rõ hơn Vòng năm của gỗ không rõ, chiều rộng vòng năm từ 1,2 – 1,7 cm, thớ gỗ thẳng và khá thô

+ Cấu tạo hiển vi

Mạch gỗ có kích thước trung bình từ 0,1- 0,2mm, số lượng ít, mạch gỗ xếp phân tán hình thức tụ hợp đơn và kép với số lượng 2–3 lỗ/ mm2, trong mạch

gỗ không có thể bít, quan sát trên mặt cắt ngang thấy rõ tia gỗ, kích thước tia gỗ nhỏ hơn 0,1mm, số lượng tia trung bình từ 5–10 tia/ 1mm Tế bào mô mềm của

gỗ keo lai có hình thức phân bố phân tán, hình thức tụ hợp vây quanh mạch hình kín Trong gỗ Keo lai, lỗ thông ngang xếp so le kích thước nhỏ, đường kính 0,6–0,8 m, ngoài các thành phần trên gỗ Keo lai không có cấu tạo lớp và không có ống dẫn nhựa dọc

Bảng 3.1 Tính chất cơ lý của gỗ Keo lai

%

%

%

%

% Giới hạn bền khi nén dọc(MC=12%)

Giới hạn bền khi nén cục bộ(MC=12%)

Giới hạn bền khi nén toàn bộ(MC=12%)

62.35 12.07 7.29

MPa MPa MPa Giới hạn bền khi kéo dọc thớ(MC=12%)

Giới hạn bền khi kéo ngang thớ(MC=12%)

126.8 3.76

MPa MPa

Giới hạn bền khi trượt dọc thớ xuyên tâm(MC=12%)

Giới hạn bền khi trượt dọc thớ tiếp tuyến (MC=12%)

13.25 12.3

MPa MPa Giới hạn bền khi trượt ngang thớ tiếp tuyến (MC=12%)

Giới hạn bền khi trượt ngang thớ tiếp tuyến (MC=12%)

5.17 7.68

MPa MPa Sức chống tách xuyên tâm (MC=12%)

Sức chống tách tiếp tuyến (MC=12%)

14.25 17.57

Kgf/cm Kgf/cm